• Energy Research

Die Weltbevölkerung wächst und gleichzeitig werden die Ressourcen immer knapper. Einen großen Anteil daran hat das Bauwesen. Die Lösung für ressourceneffizientes Bauen, sei es auf dem Wasser oder an Land, sehen Expertinnen und Experten in anpassungsfähigen, so genannten adaptiven Strukturen. Sie beschreiben die Idee, wie künftig für mehr Menschen ressourcenschonend und emissionsfrei gebaut werden kann. Dabei soll nicht nur mehr Wohnraum mit weniger Material geschaffen werden, sondern auch der Energieverbrauch gesenkt und der Nutzerkomfort gesteigert werden. Über den neuesten Stand der Technik diskutieren Expertinnen und Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft am 23. und 24. Mai im Rahmen des Workshops „Adaptive Structures at Shore“ an der Technischen Universität Hamburg. In unterschiedlichen Fachvorträgen geht es einerseits darum, welche Auswirkungen beispielsweise Wind und Wasser auf Kaimauern oder schwimmende Bauwerke haben, oder inwiefern eine hohe Verkehrslast Brücken beansprucht. Dabei stellt sich die Frage, wie Bauwerke nachhaltig auf entsprechende Herausforderungen optimiert und angepasst werden können und inwiefern dabei Modellierungen und Simulationen helfen können. Der interdisziplinäre, englischsprachige Workshop wird durch das TU-Institut für Geotechnik und Baubetrieb organisiert und richtet sich an Interessierte unterschiedlicher Fachbereiche aus Wissenschaft, Wirtschaft und Verwaltung. Adaptive structures at shore provide an opportunity to minimize the resource consumption and the impact on the marine ecosystems through an efficient adaptation to changing boundary conditions. A combination of impact prediction, monitoring and material resistance estimation, numerical modelling, and innovative design is the key to success. The workshop “Adaptive Structures at Shore 2022” hosted by Hamburg University of Technology (TUHH) brings together international scientists and professionals to discuss the latest developments in the field and to explore synergies.

AbstractNanostrukturierte metallische Multilayer weisen eine wesentlich höhere Festigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Duktilität als monolithische homogene Metallquerschnitte auf. Die überragenden strukturellen Eigenschaften nanostrukturierter Querschnitte sind bekannt, und so ist verwunderlich, warum bis heute kein Versuch unternommen wurde, nanostrukturierte Querschnitte in Makroquerschnitten im Konstruktiven Ingenieurbau zur Verbesserung der Querschnittseigenschaften einzusetzen. Dieser Aufsatz verknüpft die Vorteile der nanostrukturierten Multilayer mit den Bedürfnissen der homogenen metallischen Makroquerschnitte und geht der Frage nach, inwieweit das Hochleistungsmaterial Nanolaminat die konstruktiven Schwachstellen metallischer Infrastruktur ausgleichen kann. Die folgenden Schwachstellen der metallischen Konstruktion werden adressiert: 1) die Schweißnaht unter Ermüdungsbeanspruchung und Korrosion, 2) additiv gedruckte metallische Querschnitte unter Ermüdungsbeanspruchung und Korrosion. Der Aufsatz gibt Denkanstöße, wie nanostrukturierte Querschnitte möglicherweise die Zukunft im Stahlbau mitbestimmen können. Beispielhaft wird auf die Bemessung und Wartung von ermüdungsbeanspruchten metallischen Infrastrukturbauwerken, wie Brücken und Offshore‐Windenergieanlagen, eingegangen und aufgezeigt, wie Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung, Senkung des CO2‐Fußabdrucks, Verfügbarkeit, Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit von Stahl‐Infrastrukturbauwerken potenziell erreichbar sind.

In this paper we explore the opportunities and challenges of deploying a Wireless Sensor Network to monitor the structural health of civil infrastructure using Vibro-Acoustic Modulation. The fundamentals of the method are explained and the challenges for a sensor network in a practical implementation are investigated. Ideas and requirements for the sensor nodes are analyzed and presented.